一、探索性問題
是指命題中缺少一定的題設或沒有明確的結論,需要經過推斷、補充、並加以證明的問題。其典型特點是不確定性。主要包括(1)條件探索型,(2)結論探索型,(3)存在性探索型等。
條件探索型是指結論已明確,需要探索發現使結論成立的條件的題目;結論探索型是指在一定的條件下無結論或結論不明確,需要探索發現與之相應的結論的題目;而存在型探索題是指在一定的前提下,需探索發現某種數學關係是否存在的題目。
探索性問題由於它的題型新穎、涉及面廣、綜合性強、難度較大,不僅能考查學生的數學基礎知識,而且能考查學生的創新意識以及發現問題、提出問題、分析問題並解決問題的能力,因而倍受關注。
探索性問題解法,根據已知條件,從基礎知識和基本數學思想方法出發,結合基本圖形,抓住本質聯繫進行探究,常用觀察、試驗、聯想、歸納、類比等方法,進行分析、歸納、猜想、比較、推理等,直到得出答案。題目的答案也是多種多樣的,有的題目有唯一解,有的題無解,也有的題要分幾種情況討論。
解結論探索型題的方法是由因導果;解條件探索型的方法是執果索因;解存在性探索題先假設要探索的問題存在,繼而進行推導與計算,若得出矛盾或錯誤的結論,則不存在,反之即爲所求的結論。解題時應注意知識的綜合運用。
二、理解掌握
例一、已知:(如圖)要使ΔABC∽ΔAPB,需要添加的條件是_____(只填一個)。(答案:∠ABP=∠C,或∠ABC=∠APC,或AB2=APAC)
說明:該圖是八年級幾何的基本圖形,是解決其他問題的基礎,應牢記。
例二、如圖, ☉O與☉O1外切於點T,AB爲其外公切線,PT爲內公切線,AB與PT相交於點P,根據圖中所給出的已知條件及線段,請寫出一個正確結論,並加以證明。(本題將按正確答案的難易程度評分)
結論1: PA=PB=PT 結論2:AT⊥BT。(或AT2+BT2=AB2)
結論3: ∠BAT=∠TBO1 結論4: ∠OTA=∠PTB
結論5:∠APT=∠BO1T 結論6:∠BPT=∠AOT
結論7:ΔOAT∽ΔPBT 結論8:ΔAPT∽ΔBO1T
設OT=R, O1T=r, 結論9:PT2=Rr
結論10: AB=2√Rr 結論11:S梯形AOO1B=(R+r)√Rr
結論12:以AB爲直徑的☉P必定與直線OO1相切於T點。
說明:你還能得出其它的結論嗎?試試看。本題是由九年級幾何書上的例題改編的,對基本圖形的再認識,對圖形間的內在關係的深刻挖掘,有助於透徹理解知識。
例三、已知二次函數y=1/2x2+bx+c的圖象經過點A(-3,6)、和x軸交於點B(-1,0)和點C,拋物線的頂點爲P。
(1)求這個函數的解析式;
(2)線段OC上是否存在點D,使∠BAC=∠CPD
分析:函數的解析式爲y=1/2x2-x-3/2
=1/2(x-1)2-2,
各點座標分別爲:A(—3,6)、B(—1,0)、C(3,0)、
E(—3,0)、F(1,O)、P(1,—2)。
設存在點D(a,0),使∠CAB=∠CPD。作AE⊥x軸於點E,則ΔAEC和ΔPFC都是等腰直角三角形,∴AC=6√2,PC=2√2,∠ACE=∠PCD=45°∵∠CAB=∠CPD ∴ΔABC∽ΔPDC∴AC:PC=BC:DC,即6√2 : 2√2=4 :(3—a)
解之得:a=5/3。 ∴存在這樣的點D(5/3,0),使∠CAB=∠CPD。
說明:本題是代數與幾何結合的探索性題,涉及的知識點多,難點是尋求數與形的結合點,用到的數學思想方法多,如數形結合思想,方程思想,轉化思想,待定係數法,配方法,採用觀察、試驗、猜想、比較等方法,把角相等轉化爲三角形相似,利用對應邊成比例的關係得出方程,從而解決問題。與函數有關的探索題如果所求的點在圖象上,有時還要代入解析式,利用方程組來解決問題。
三、鞏固訓練
1、已知AC、AB是☉O的弦,AB > AC,(如圖)能否在AB 上確定一點E,使AC2=AEAB
分析:作 AM=AC,連結CM交AB於點E,連結CB,可證ΔACE ∽Δ ABC,即可得出結論。
2、關於x的方程x2—(5+1)x+2—2=0,是否存在負數,使方程的兩個實數根的倒數和爲4?若存在,求出滿足條件的的'值;若不存在,說明理由。
提示:設方程的兩個實數根爲x1、x2。
由根與係數關係,得x1+x2=5+1,x1x2=2—2。
由題意知得方程,化簡得 42—5—9=0, ∴ 1=—1,2=9/4(不合題意,捨去)
把=—1代入根的判別式,Δ=20>0。
∴ 存在滿足條件的,=—1。
3、已知一次函數=—X+6和反比例函數=/x(≠0)。(1)滿足什麼條件時,這兩個函數在(2)設(1)中的兩個公共點分別爲A、B,∠AOB是銳角還是鈍角?
答案:(1)<9且≠0:
(2)分兩種情況討論當0<<9時,∠AOB是銳角;當<0時,∠AOB是鈍角。
四、拓展應用
1、如圖,在矩形ABCD中,AB=12釐米,BC=6釐米,點P沿AB邊從點A開始向點B以2釐米/秒的速度移動;點Q沿DA邊從點D開始向點A以1釐米/秒的速度移動。如果P、Q同時出發,用t(秒)表示移動的時間(0≤t≤6),
那麼(1)當t爲何值時,ΔQAP爲等腰三角形?
(2)求四邊形QAPC的面積;提出一個與計算結果有關的結論;
(3)當t爲何值時,以點Q、A、P爲頂點的三角形 與ΔABC相似?
解:(1)對於任時刻的t,AP=2t,DQ=t,QA=6—t。
當QA=AP時,ΔQAP爲等腰三角形,即6—t=2t,解得t=2(秒),
∴當t=2秒時,ΔQAP爲等腰三角形,
(2) 在ΔQAC中,QA=6—t,QA邊上的高DC=12,
∴SΔQAC=1/2QADC=1/2(6—t)12=36—6t。
在ΔAPC中,AP=2t,BC=6,
∴SΔAPC =1/2APBC=1/22t6=6t。
∴S四邊形QAPC= SΔQAC + SΔAPC =(36—6t)+6t=36(釐米2)
(3)略解:分兩種情況討論: ①當QA :AB=AP:BC時,ΔQAP∽ΔABC,
可解得t=1。2(秒)
②當QA:BC =AP:AB時, ΔPAQ ∽Δ ABC,可解得t=3(秒)
∴ 當t=1。2秒或t=3秒時,以點Q、A、P爲頂點的三角形與ΔABC相似。
2、如圖,已知在矩形ABCD中,E爲AD的中點,EF⊥EC,交AB於點F,連結FC(AB>AE)。
(1)ΔAEF與ΔECF是否相似。若相似,證明你的結論;若不相似,說明理由。
(2)設AB/BC=,是否存在這樣的值,使得ΔAEF與ΔECF相似?
若存在,證明你的結論;
若不存在,說明理由。